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在以往的无缝管线管标准中,如API 5L(美国石油协会标准)制定的无缝管线管的 强度为X80(屈服强度下限为555MPa),几乎没有强度更高的无缝管线管的实用例子。一般说来,随着强度的提高,会担心母材及圆周焊接部的韧性会下降。因此,为使母材同时达到高强度、高韧性和具有良好的圆周焊接性,必须开发新的钢管材质。另外,顶张力立管起着将井口和海上平台直接连接起来,保护生产流体流通管子的作用,因此要求其必须具有抵御海浪和海潮冲击的抗疲劳特性。为解决上述问题,新日铁开发了管线管和上升管用X90-X100高强度无缝钢管。 新日铁开发的的高强度可焊接的X90-X100无缝管线管通过合金设计既确保了母材强度,又确保了韧性,同时通过降低C含量改善了焊接部韧性,因此满足了包括圆周焊接性在内的性能要求。 钢管的外径和壁厚分别为323.9mm和20.0mm。为评价圆周焊接部的特性,对整个焊接金属部进行了拉伸试验、维氏硬度试验、CVN试验和CTOD试验。试验表明,在HAZ中看成不到明显的硬化。
无缝钢管是由钢铁中的各种元素构成,这些元素按照不同比例组合,构成了无缝钢管不同的机械性能,任何一种元素的多少都会直接影响无缝钢管的机械性能。那么这些元素在钢材构成当中各自扮演什么角色呢?下面就让我们一起来了解一下影响无缝钢管性能的各个元素: 碳(c):含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性能降低,碳含量过高容易造成晶间腐蚀不合格。钢和铁的界线由 C 含量来控制:<2.11%的为钢 硅(Si):Si 是脱氧剂和脱硫剂,有较高的强度和硬度,可改善钢的热加工性能。 铬(Cr):铬能显著提高钢的强度,硬度和耐磨性,但同时会降低塑性和韧性。 镍(Ni):镍可提高钢的强度,又可使钢保持良好的塑性和韧性。 钼(Mo):钢中加入钼,能提高钢的机械性能。 钛(Ti):钛是钢中的脱氧剂。降低实效敏感性和冷脆性。钢中加入一定量的钛有抗晶间腐蚀的能力。 磷(P):磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。通常情况下,钢中磷的含量控制的越低越好。 硫(S):硫是钢中的有害元素,使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造时容易造成裂纹,同时还降低钢的耐腐蚀性。所以硫的含量须尽量控制得低。 氮(N):氮能提高钢的强度,低温韧性和焊接性。增加实效敏感性。适量的氮可提高不锈钢的抗点腐蚀性和强度。